Synthèse d'AuNC stabilisée par F27 SH et cristallisation de [Au25 (SF27 )18 ] 0 . a Représentation en dessin animé d'AuNC stabilisée par F27 thiol SH. Par souci de clarté, seulement 6 F27 Des ligands S ont été signalés; b représentation schématique de la formation des cristaux en solution de solkane et évolution colorimétrique lors de leur dissolution dans le PFO; c Spectres UV-Vis du produit brut dans du solkane et des cristaux redissous dans du PFO ; d, e Images STEM du produit brut montrant la présence de petits clusters et de plus gros AuNPs ; f, g Images STEM d'une solution de cristaux redissous montrant la présence homogène de petits amas. Crédit :Nature Communications (2022). DOI :10.1038/s41467-022-29966-2
Le laboratoire SupraBioNano (SBNLab) du département de chimie, matériaux et génie chimique "Giulio Natta" du Politecnico di Milano, en partenariat avec l'université de Bologne et l'université Aalto d'Helsinki (Finlande) a, pour la première fois, synthétisé un composé superfluoré nanocluster d'or, composé d'un noyau de seulement 25 atomes d'or, auquel sont liées 18 molécules fluorées à structure ramifiée. Le projet a récemment été publié dans Nature Communications .
Les clusters métalliques sont une classe innovante de nanomatériaux très complexes, caractérisés par des dimensions ultra-petites (<2nm) et des propriétés physico-chimiques particulières telles que la luminescence et l'activité catalytique, qui encouragent son application dans divers domaines scientifiques de grande importance par rapport à la modernité. défis mondiaux. Il s'agit notamment de la médecine de précision, dans laquelle les nanoclusters métalliques sont utilisés comme sondes innovantes pour des applications diagnostiques et thérapeutiques, et de la transition énergétique, où ils sont appliqués comme catalyseurs efficaces pour la production d'hydrogène vert.
La cristallisation de nanoclusters métalliques offre la possibilité d'obtenir des échantillons de haute pureté, permettant de déterminer leur structure atomique fine; cependant, à l'heure actuelle, cela reste un processus très difficile à contrôler. Les méthodologies développées dans cette étude ont favorisé la cristallisation des nanoclusters, permettant de déterminer leur structure atomique au moyen de la diffraction des rayons X au Sincrotrone Elettra à Trieste. Le résultat final est la description structurelle du nano-objet fluoré le plus complexe jamais rapporté.
"Grâce à la présence d'une coquille entièrement fluorée, contenant près de 500 atomes de fluor, le nanocluster d'or est stabilisé par les nombreuses interactions entre les atomes de fluor du liant, favorisant la cristallisation", explique le professeur Giancarlo Terraneo.
"Il sera bientôt possible d'étudier la structure de ces nanomatériaux avancés au Politecnico di Milano, où, grâce également à la subvention de la région de Lombardie, Next-GAME (Next-Generation Advanced Materials), un laboratoire dédié à l'utilisation d'instruments à rayons X de pointe pour caractériser les cristaux, les nanoparticules et les colloïdes, est en cours d'établissement », déclare le professeur Pierangelo Metrangolo, au nom de Next-GAME.
Les interactions entre les atomes de fluor à la fois au sein du nanocluster et entre les nanoclusters ont été rationalisées à l'aide de techniques de chimie quantique au département de chimie "G. Ciamician" de l'Université de Bologne par le Dr Angela Acocella et le professeur Francesco Zerbetto.
Le professeur Valentina Dichiarante, le professeur Francesca Baldelli Bombelli, le Dr Claudia Pigliacelli et le professeur Giulio Cerullo, du département de physique du Politecnico di Milano, ont également contribué à l'étude, en examinant les caractéristiques optiques du nanocluster et en démontrant l'impact des liants fluorés sur l'optique du noyau d'or. activité. Développement d'un dispositif de mémoire ultra-mince transparent et flexible
